DE1807130A1

DE1807130A1 - Cavity resonator

Info

Publication number: DE1807130A1
Application number: DE19681807130
Authority: DE
Inventors: Halverson Steven Lane
Original assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Current assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date: 1967-11-07
Filing date: 1968-11-05
Publication date: 1969-07-10
Also published as: FR1590494A; US3525953A; GB1188912A

Description

ALEXANDER R. HERZFELD 6 Frankfurt a.m. wffeg Q 7 1 3 QALEXANDER R. HERZFELD 6 Frankfurt a.m. wffeg Q 7 1 3 Q RECHTSANWALT .ophieh.t.as.e β»LAWYER .ophieh.t.as.e β »

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Anmelder: United States Atomic Energy Commission Washington D. C₁ USAApplicant: United States Atomic Energy Commission Washington D. C ₁ USA

Cavity resonator

Die Erfindung betrifft einen Hohlraumresonator mit veränderlicher Resonanzfrequenz ·The invention relates to a cavity resonator with variable Resonance frequency

Hohlraumresonatoren werden oft als Schwingungsfrei se anstelle von Schaltungen mit einer Induktion und Kapazität eingesetzt, da sie insbesondere im Mikrowellenbereich einen weitaus höheren Leistungsgrad besitzen. Die erforderliche Veränderung der Resonanzfrequenz erfolgt dabei durch Veränderung der Abmessungen oder Form des Hohlraums. Da dieser oft schwer zugänglich ist, bereitet die erforderliche Anpassung erhebliche Schwierigkeiten und ist öehr zeitraubend.Cavity resonators are often used as vibration free se of circuits with an induction and capacitance, since they have a much higher value, especially in the microwave range Own degree of efficiency. The required change in the resonance frequency takes place by changing the dimensions or shape of the cavity. Since this is often difficult to access, the necessary adaptation causes considerable difficulties and is very time consuming.

Aufgabe der Erfindung ist eine schneller«, einfachere und fernsteuerbare Einstellung eines Hohlraumresonators. The object of the invention is a faster, simpler and remotely controllable setting of a cavity resonator.

Die Aufgabe wird durch Mittel zur Erzeugung und Kopplung mit dem Hohlraum eines in seiner Frequenz veränderlichen und damit die Resonanzfrequenz des Hohlraums beeinflussenden Signals gelöst. The task is done by means of generating and coupling with solved the cavity of a variable in its frequency and thus the resonance frequency of the cavity influencing signal.

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KONTEMi GIROKONTO 480/6883 DEUTSCHE BANK A. G. FRANKFURT A.M. · POSTSCHECK FlANKFUIT A. M. 64 S 68ACCOUNTS GIROKONTO 480/6883 DEUTSCHE BANK A. G. FRANKFURT A.M. POSTSCHECK FlANKFUIT A. M. 64 S 68

Die Erfindung sei anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Qe Figuren 1 und 3 zeigen günstige Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Änderung der Resonanzfrequenz eines Hohlraumresonators in schematischer Darstellung, und die Figur 2 zeigt eine graphische Darstellung der Erregerfrequenz (y-Achse) und Empfängsfrequenz (x-Achse) eines mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgestatteten Hohlraumresonators .Qe Figures 1 and 3 show favorable embodiments of the invention Device for changing the resonance frequency of a cavity resonator in a schematic representation, and FIG. 2 shows a graphic representation of the excitation frequency (y-axis) and reception frequency (x-axis) of one with the cavity resonator equipped with the device according to the invention .

In dem Hohlraum 10 sind die mit der Antenne 16 bzw. dem Detektor 18 verbundenen Kopplungsschleifen 12 und 14 angeordnet. Diese Anordnung ist bekannt. Erfindungsgemäss wird nun eine weitere Kopplungsschleife 20 vorgesehen, die über das Koachsialkabel 24 mit einem Signalgenerator, z. B. dem Klystron 22 verbunden ist. Am Koachsialkabel liegt ferner mit doppelten Stichen bzw. Anschlüssen eine Breitbandabstimmvorrichtung Schliesslich ist an den Hohlraum noch dne Vakuumpumpe 28 angeschlossen. The coupling loops 12 and 14 connected to the antenna 16 and the detector 18 are arranged in the cavity 10. This arrangement is known. According to the invention, a further coupling loop 20 is now provided, which over the coaxial cable 24 with a signal generator, e.g. B. connected to the klystron 22 is. There is also a broadband tuning device with double stubs or connections on the coaxial cable Finally, a vacuum pump 28 is also connected to the cavity.

Der Hohlraum wird zunächst mit der Vakuumpumpe 28 teilweise ausgepumpt. Durch Erregung des Klystrons 22 wird sodann ein Signal bestimmter Frequenz in den Hohlraum gegeben, und zur Gewährleistung geringsten Leistungsverlustes mit dem Abstimmer 26 die Impedanz von Klystron 22 und Hohlraum 10 einander angepasst. Dabei wird die Leistungsabgabe des Klystrons 22 so ein» gestellt, dass das im Hohlraum verbliebene restliche GasThe cavity is first partially pumped out with the vacuum pump 28. By exciting the klystron 22 is then a Signal of a certain frequency given into the cavity, and to ensure the lowest possible loss of power with the tuner 26, the impedance of klystron 22 and cavity 10 are matched to one another. The power output of the klystron 22 is so » put that the remaining gas remaining in the cavity

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ionisiert wird» Dies ermöglicht die Änderung der Resonanzfrequenz im Hohlraum 10 durch Frequenzänderung des vom Klystron 22 erzeugten Signals. Nach Änderung der Resonanzfrequenz können dann bestimmte Frequenzen durch den Detektor 18 über die Antenne 16 empfangen werden.is ionized »This enables the resonance frequency in the cavity 10 to be changed by changing the frequency of the klystron 22 generated signal. After changing the resonance frequency you can then certain frequencies are received by the detector 18 via the antenna 16.

Bei Durchführung der Erfindung kann das Klystron 22 eine andere Frequenzart verwenden als der Detektor 18. So kann z. B. das Klystron 22 mit magnetischen Querschwingungen zur Abstimmung des Hohlraums, der Empfang der Signale durch den Detektor 18 dagegen als elektrische Querschwingungen erfolgen. Dadurch kann eine elektrische Isolierung von Kopplungsschleife 20 und den Signalempfängerkopplungsschleifen 12 und 14 von 40 db und mehr erreicht werden, insbesondere wenn auf der Empfängerseite selektive Bandpassfilter verwendet werden. Zur weiteren Erläuterung der Einstellung der Resonanzfrequenz des Hohlraums 10 durch Frequenzänderung des Klystrons 22 zeigt die Figur 2 die Erregerausgangsfrequenz des Klystrons 22 und die vom Detektor 18 empfangenen Frequenzen, bei Verwendung der in der Figur 3 gezeigten Ausgestaltung, die von der in der Figur 1 gezeigten lediglich dadurch abweicht, dass die Antenne 16 durch einen Wobbeisender 50 ersetzt ist und ferner im Hohlraum 10 in der gezeigten Anordnung eine sich über die gesamte Hohlraumlänge erstreckende, aber im Abstand von den Hohlraumseitenwänden angeordnete Glocke 32 vorgesehen ist, die die Herstellung eines Teilvakuums zwar erleichtert, aber sonst für die Erfindung nicht wesentlich ist und daher auch wegfallen kann. Als Bei-In practicing the invention, the klystron 22 may be another Use frequency type as the detector 18. For example, B. the klystron 22 with magnetic transverse oscillations to tune the cavity, the reception of the signals by the detector 18, however, take place as electrical transverse oscillations. This allows electrical insulation of the coupling loop 20 and the signal receiver coupling loops 12 and 14 of 40 db and more can be achieved, especially if selective bandpass filters are used at the receiving end. For further explanation the adjustment of the resonance frequency of the cavity 10 by changing the frequency of the klystron 22, FIG. 2 shows The excitation output frequency of the klystron 22 and that of the detector 18 received frequencies, when using the frequencies shown in FIG. 3 embodiment shown, which differs from the one shown in Figure 1 only in that the antenna 16 by a Wobbeisender 50 is replaced and further in cavity 10 in the shown Arrangement one that extends over the entire length of the cavity, but is arranged at a distance from the cavity side walls Bell 32 is provided, which facilitates the production of a partial vacuum, but otherwise for the invention is not essential and can therefore also be omitted. As an accessory

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spiel sei erwähnt, dass bei einer Anordnung der Hohlraum IO einen Durchmesser von 33 cm und eine Länge von 4-2 cm bei einer Kennresonanz von 686,234- Megahertz besass. Der Seitenabstand der Glocke 32 betrug 1,25 cm. Das Teilvakuum in der Glocke schwankte bei verschiedenen Messungen zwischen 0,010 und 0,025 Torr. Die Ausgangsleistung des Klystrons 22 wurde auf den" zur Ionisierung der in der Glocke verbleibenden Luft ausreichenden Höhe von 24- Watt gehalten. Der Betrieb des Klystrons erfolgte in der Querschwingung von TE₁₁₁ und der des Wobbeigenerators 30 mit der magnetischen Querschwingung vonIt should be mentioned that with one arrangement the cavity IO had a diameter of 33 cm and a length of 4-2 cm with a characteristic resonance of 686.234 megahertz. The side distance of the bell 32 was 1.25 cm. The partial vacuum in the bell varied between 0.010 and 0.025 Torr in various measurements. The output power of the klystron 22 was maintained at the "to the ionization of remaining in the air bell sufficient height of 24 watts. The operation of the klystron was carried out in the transverse oscillation of TE ₁₁₁ and the Wobbeigenerators 30 with the magnetic transverse vibration of

Die Resonanzfrequenz des Hohlraums wurde in der dargestellten Weise verändert und durch den Wobbelgenerator 30 abgegriffen. Die Kurven 34·, 36, 38 und 40 der Figur 2 zeigen die bei einem Teilvakuum von jeweils 0,010, 0,015, 0,020 und 0,025 Torr erhaltenen Werte und beweisen die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators von Jinderungen der Erregerfrequenz des Klystrons 22. So führte z. B. bei einem Teilvakuum von 0,025 Torr eine Frequenzänderung des Klystrons von 625 auf 627 Megahertz (TE₁₁₁) zu einer Änderung der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators von 696 auf 698 Megahertz (The resonance frequency of the cavity was changed in the manner shown and picked up by the wobble generator 30. Curves 34, 36, 38 and 40 of FIG. 2 show the values obtained at a partial vacuum of 0.010, 0.015, 0.020 and 0.025 Torr, respectively, and prove the dependence of the resonance frequency of the cavity resonator on changes in the excitation frequency of the klystron 22. For example, FIG. B. at a partial vacuum of 0.025 Torr a frequency change of the klystron from 625 to 627 megahertz (TE ₁₁₁ ) to a change in the resonance frequency of the cavity resonator from 696 to 698 megahertz (

Anstelle von Luft können andere, ionisierbare Gase mit anderen Drücken als den beispielsweise angegebenen treten, insbesondere auch höhere Drücken, da die obigen niedrigen Werte lediglich der Erleichterung der Luftionisierung in der Versuchsanordnung dienten. Die Erfindung gestattet die einfache und schnelle Einstellung der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators, die auch ferngesteuert erfolgen kann. 909828/1061Instead of air, other ionizable gases with pressures other than those specified, for example, can occur, in particular also higher pressures, since the above low values merely facilitate air ionization in the experimental set-up served. The invention allows the simple and quick adjustment of the resonance frequency of the cavity resonator, which also can be done remotely. 909828/1061

Claims

Pat ent calls

1. Device for changing the resonance frequency of a cavity resonator s, characterized by means for generating and coupling with the cavity a variable in its frequency and thus the signal influencing the resonance frequency of the cavity.

2. Device according to claim 1, characterized in that the signal generator (22) via a coaxial cable (24) and Means for impedance matching of the cavity (10) and generator (22) is connected to a coupling loop (20) extending into the cavity.

3. Device according to claim 2, characterized in that the impedance matching means consists of a double to the coaxial cable connected broadband tuner (26) exist.

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